分析電能計量互感器故障原因分析與對策

摘 要：一般情況下，在設計10 kV的電力工程中，設計人員經常選擇使用安裝在電能計量互感器柜里的電壓互感器來作為計量設備的電壓提供使用點，然而，在實際的應用以及運行過程中，電壓互感器產生的故障會嚴重危害到電能計量設備的運行過程，導致在一定程度上出現電能計費的不準確，這些不利后果將對電能的使用者以及電能的運營者帶來巨大的經濟損失。因此，分析電能計量互感器故障的原因并且采取相應措施解決故障，對于電力工程的穩定具有重要的意義。

關鍵詞：電能計量互感器 故障 諧振 措施

中圖分類號：TM451 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2012）11（b）-0102-01

我們知道，國家對于10 kV的用電系統一般采用的運行方式是控制其中性點不接地，并且按照有關電能計量的規定，一般對于10 kV的高壓型計量裝置需要采用三相兩元件進行計量，通過電壓互感器以及電流互感器兩種設施分別對計量的裝置提供所需的電流以及電壓。電力工程在設計過程中如果達到了10 kV，其計量電壓通常由電壓互感柜中的電壓互感器提供的。隨著我們國家工農行業的快速發展，人們對于電能的需求也變得越來越多，由于電力變壓器的存儲容量變得越來越大，從而導致了10 kV的電力系統出現了許多負面影響，例如：電力的負荷程度重、負荷的類型不一以及負荷的密度大等等。這種工作環境的大幅度改變使得高壓電能計量的互感器經常出現嚴重故障，影響了電能計量互感裝置的正常使用。因此，技術人員需要加強對電能計量互感裝置的管理，從而確保電能計量互感器的安全運行。

1 電能計量互感器產生故障的原因

現如今，由于高壓限流的熔斷器結構簡單、便于人們的維修以及經濟可靠等優點被越來越多的技術人員用來作為35 kV之內的電能網絡的保護裝置，該裝置能夠保護在過負荷或者過電流情況下的電能計量系統。當10 kV的電能計量互感器出現故障的時候，高壓限流的熔斷器就會開始自動熔斷操作，將電能計量互感器柜從出現故障的電網里切除，進而縮小互感柜中故障的影響范圍，提高了電網設備的安全運行性。

1.1 諧振過電壓

當系統的電壓高達10 kV的時候，電能計量互感器柜中安裝的電壓互感器一般是用來進行專用計量的不接地型電壓互感器。通常互感器在正常工作的時候，如果能夠確保一次繞組從始至終連接在一起，一次回路所需的電源完全由10 kV的電網提供以及電壓互感器的內部阻抗基本為零這三個工作過程處于平衡狀態，互感器相互之間就不會發生并聯的諧振現象。然而，由于外部環境因素等影響，也有可以出現電能計量系統中開關非同期合閘等現象，從而導致串聯諧振的發生。當諧振現象出現以后，由于電壓的波形會隨之進行相互間的疊加，電能計量系統的電壓值受其影響也會不斷升高，當達到一定電壓程度，電壓互感器的內部就會產生巨大的感應電壓，這種電壓已經超越了電壓互感器的絕緣耐壓水平，會導致電能計量互感器的出口熔斷器發生熔斷或者燒毀等無法挽回的故障。

1.2 電能系統出現單相接地現象

從電能計量互感器自身來看，由于其內部的裝置之間勵磁電抗的作用力比較，所以通過互感器的電容的電流值變得相應較小，從而導致電能計量互感器的零序側部分積聚了大量的電荷。當電能系統出現單相接地現象并得到解決以后，電能計量互感器的內部就會出現電感放電回路，這種類型的回路能夠將故障發生期間聚集的所有電荷通過直流電源的形式給佩有鐵芯的電感線圈進行發電，在發電的一瞬間就會導致在電能計量互感器的高壓部分產生一個幅值比較強大的低頻電流。進而在一瞬間造成了高壓熔斷器中熔絲熔斷等故障。

1.3 雷擊過電壓

具有10 kV的電能計量系統的架空線路一般采用的是不帶架空地線方式，由于其線路運行的周邊環境大多為高山地區，并且線路使用的三相LGJ類導線幾乎全部暴露在空氣當中，因此，受雷擊過程中產生的雷電電荷的影響，架空的導線上可能會產生大量具有感應作用的雷電電荷，當雷電不小心擊中了這些帶有電荷的導線，導線上產生的雷電電荷就會隨著電擊的作用向線路兩側開始游動，從而形成雷電入侵波，這種入侵性的電波能夠直接作用在電能計量的互感器中，導致一些電氣設備由于受到外界電流的沖擊出現了故障。

2 電能計量互感器故障的解決措施

我們知道，互感器作為電能計量設施中的重要組成部分，其是否能夠安全有效的運行直接關系到電能計量系統的可靠以及電能計量設備的精度。通過對電能計量互感器產生故障進行科學專業地分析，我們可以利用有關專業知識進行科學預防和改進。

2.1 定期檢修電能計量設備

設備的管理人員應該定期的加強電力設備有關的檢修以及維護工作，確保電能計量設備在運行期間的外界環境衛生情況。通過及時的檢修，可以在第一時間發現電力設備是否具有的安全隱患，從而采取相應的解決措施。

2.2 對電力設備的參數進行合理設計

在電能計量互感器使用之前，要對其裝備進行合理的參數設計，確保電能計量互感器的設備不僅安全有效，而且還能夠與之更好的交融，例如互感器的二次保險、避雷器的使用以及具有消諧振作用的裝置等。

2.3 為配電系統尋找合理的供電方式

技術管理人員可以通過合理的供電方式，為配電系統的電力負荷在擴容過程中預留出相應的容量與接口。我們還可以通過控制配電系統中互感器數量的多少來減少配電系統的鐵磁諧振在一定時期內的發生率。從經濟效率方面考慮，在確保配電系統能夠安全穩定運行的同時，我們還可以通過適當地減少配電系統有關維護點的數量，降低工作成本，減少了工作人員的工作量。

3 結語

通過以上的分析和研究我們可以發現，電能計量互感器產生故障的原因多種多樣，其中絕大多數是由于電能計量互感器柜中電壓互感器的故障引起的，由于電能計量設備對于電力工程的運行以及經營和電能的使用者來說都是非常重要的存在，因此，保證其正常無故障的工作需要電力管理者進行特別的重視。

參考文獻

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